受能量密度限制，大尺寸、大质量电池占用了机器人大量宝贵的形态空间，增大了自重能耗。对于空间利用率本身就低的仿生结构机器人而言，电池的形态设计与比能量密度问题更加凸现。总体上，电池形态设计不合理、比能量密度低等缺陷大幅度限制了机器人的仿生结构设计裕度及其续航力。
哈工大黄玉东教授课题组与美国密歇根大学NicholasA Kotov教授合作，在仿生结构型芳纶纳米纤维基固体聚合物电池研究领域取得重要进展，相关成果发表于Science子刊《科学•机器人》杂志（Biomorphic structural batteries forrobotics，Science Robotics DOI: 10.1126/scirobotics. aba1912）。论文第一作者是黄玉东教授课题组博士后王明强博士，研究工作得到国家自然科学基金的大力资助和支持。
为此，黄玉东团队颠覆了传统的机器人电池内置思路，首次提出一种全新的自适应型外壳电池思路，该电池微观结构类似于生物脂肪，电性能与力学性能优异。宏观上，电池为机器人的一体化外壳，既是能源中心，也是防护装甲。研究发现，采用芳纶纳米纤维与聚合物电解质结合的方式可以得到力学性能与电性能十分优异的复合电池。与传统聚合物电解质相比，新型复合电解质拉伸强度提高了12倍，拉伸模量提高了85倍。与此同时，研究发现新型电解质的性能与纤维直径呈现不同的依赖关系，而且纳米纤维的搭接点密度与面积、空间体积密度对新型聚合物电解质的力学性能均有重要的影响。有效的搭接点结构以及纳米纤维3D网络结构可以有效稳定促进力的转移。更为重要的是，纤维的骨架结构可有效阻碍聚合物电解质结晶，增强离子转移速率，同时保证循环过程电解质较小的体积变化。同时，优异的力学性能以及稳定的离子传输又可抑制电池枝晶的生长，从而大幅延长新型电池使用寿命。
新型电池在多种软体微型机器人中进行了验证，获得了良好的应用效果。试验表明该电池不仅可以提高比能量密度，同时可以作为软体机器人保护外壳。与体积相同的传统锂电池相比，该电池总容量提高70倍。该材料的开发及其结构理论分析结果将为新一代软体机器人与分布式能量存储技术开辟新的方向。
